domingo, 10 de julho de 2022

Aula 1: A Célula, Teoria Celular e Modelos Celulares

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Introdução à Citologia – Teoria Celular e Tamanho das Células

Oi, galera! Tudo bem com vocês? Hoje, vamos começar nossa jornada na citologia, a ciência que estuda as células, e que é um tema super importante para o ensino médio e vestibulares. Vamos falar sobre a teoria celular, entender por que as células têm tamanhos diferentes e dar exemplos pra deixar tudo bem claro. Vou te explicar tudo de um jeito simples e tranquilo, como se estivéssemos conversando, mas com aquele toque especial pra você fixar o conteúdo e arrasar na prova. Preparado? Então, bora lá!

1. O que é Citologia?

Antes de tudo, vamos entender o básico: citologia é o ramo da biologia que estuda as células – aquelas estruturas minúsculas que formam todos os seres vivos. Parece algo simples hoje, mas, há uns 200 anos, descobrir que tudo era feito de células foi uma revolução! E quem abriu essa porta foram os avanços na microscopia, que permitiram aos cientistas enxergar o que o olho humano não consegue.

DICA DE MEMORIZAÇÃO: Pensa na citologia como uma "cidade" (cito = célula) que a gente explora com um microscópio, tipo um super zoom pra ver os "bairros" (organelas) dessa cidade.

2. Teoria Celular: A Base de Tudo

A teoria celular é o alicerce da biologia moderna, e ela foi proposta no século XIX por dois cientistas alemães que trabalhavam separados: Matthias Jakob Schleiden (um botânico) e Theodor Schwann (um fisiologista). Schleiden viveu de 1804 a 1881, e Schwann de 1810 a 1882. Eles não se conheciam, mas chegaram a conclusões parecidas: todos os seres vivos são feitos de células!

Mais tarde, outro cientista, Rudolf Virchow (1821-1902), complementou a teoria. Ele trouxe uma ideia que revolucionou tudo, com a frase em latim: “Omnis cellula e cellula”, que significa “toda célula surge de outra célula pré-existente”. Apesar de Virchow ter sido acusado de plágio na época, hoje ele é reconhecido por essa contribuição.

O que diz a Teoria Celular?

A teoria celular tem três pontos principais que você precisa gravar:
Todos os seres vivos são formados por uma ou mais células.
Ou seja, se é vivo, tem célula. Pode ser uma única célula (como uma bactéria) ou trilhões (como no seu corpo!).
A célula é a unidade básica de estrutura e função dos seres vivos.
Isso significa que a célula é a menor “peça” que consegue fazer tudo que um ser vivo precisa: se reproduzir, respirar, se organizar. É como se fosse uma cidade inteira, com "departamentos" (organelas) trabalhando juntos.
Toda célula surge de outra célula pré-existente.
Não tem isso de célula surgir do nada! Elas se dividem e formam novas células, como um ciclo contínuo.

NOTA: Essa última ideia gerou uma dúvida gigante na época: se toda célula vem de outra, como surgiu a primeira célula? Essa é uma questão que a gente explora em aulas de origem da vida, há cerca de 3,5 bilhões de anos, quando as condições da Terra permitiram a formação das primeiras células – mas isso é papo pra outra aula!

Teoria Celular Moderna: Atualizando os Conceitos

Com o avanço da ciência, a teoria celular ganhou uma versão mais moderna, que adiciona outros pontos importantes:

As células contêm informação hereditária (DNA) e a transmitem para as células-filhas.

O DNA é como o “manual de instruções” da célula, que passa de geração em geração.

A composição química básica das células é a mesma.

Seja uma célula de bactéria, de planta ou do seu corpo, todas têm uma base química parecida: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, e por aí vai. Claro que há diferenças, mas a “receita” principal é a mesma.

O metabolismo bioquímico acontece dentro das células.

Todas as reações que produzem energia, como a respiração celular (nas mitocôndrias) ou a fotossíntese (nos cloroplastos das plantas), ocorrem dentro das células.

VIVO: Todo ser vivo tem célula.

BÁSICA: A célula é a unidade básica.

PRÉ: Só surge de célula pré-existente.

E os Vírus? São Seres Vivos?

Aqui vem uma pegadinha clássica de vestibular: os vírus se encaixam na teoria celular? Vamos analisar:

A teoria celular diz que todo ser vivo é feito de células. Mas os vírus não têm células! Fora de uma célula hospedeira, o vírus é só uma partícula parada (chamada vírion).

Quando infecta uma célula, o vírus usa a “maquinaria” dela pra se reproduzir, mas ele não faz isso sozinho. Por isso, muitos cientistas (inclusive eu) não consideram os vírus como seres vivos.

No entanto, alguns pesquisadores defendem que sim, porque os vírus “agem” como vivos dentro de uma célula. Na prova, se você explicar com base na teoria celular, não tem erro: vírus não são seres vivos porque não têm célula.

3. A Revolução da Microscopia

Nada disso seria possível sem o microscópio, que foi um divisor de águas na ciência. Vamos viajar no tempo pra entender como tudo começou:

1665: O inglês Robert Hooke foi o primeiro a usar o termo “célula”. Ele observou cortiças (cascas de árvore) com um microscópio simples e viu pequenos compartimentos que pareciam “celinhas” – por isso o nome. Mas, na verdade, ele só viu as paredes celulares de células mortas, não células vivas.

1674: Antonie van Leeuwenhoek, um holandês que trabalhava com tecidos (e não era cientista profissional!), melhorou o microscópio. Com um aumento de até 300 vezes, ele observou uma gota de água de um riacho e viu micro-organismos vivos, como protozoários. Foi a primeira vez que alguém viu seres vivos microscópicos!

Década de 1930: Surge a microscopia eletrônica, que aumenta milhares de vezes e permite ver detalhes incríveis, como organelas dentro das células.

NOTA: Antes do microscópio, ninguém imaginava que existiam seres tão pequenos. Isso mudou tudo, até a medicina! Por exemplo, descobrir bactérias ajudou a entender que lavar as mãos antes de cirurgias evita infecções – algo que, antigamente, matava muita gente.

4. Tipos de Células: Um Panorama Rápido

Agora que entendemos a teoria celular, vamos falar dos dois grandes tipos de células que existem:

Células procarióticas: São mais simples e primitivas. Não têm núcleo organizado, e o DNA fica solto no citoplasma. Exemplo: bactérias e arqueias.

Células eucarióticas: São mais complexas, com núcleo bem definido e organelas membranosas. Dividem-se em:

Eucarióticas animais: Como as células do seu corpo.

Eucarióticas vegetais: Como as células de plantas, que têm cloroplastos e parede celular.

EXEMPLO: Uma bactéria (procariótica) é como uma “casa simples”, sem divisórias. Já uma célula animal (eucariótica) é como uma “cidade organizada”, com “departamentos” (organelas) bem definidos.

NOTA: Esse é só um resumo! Em outras aulas, vamos detalhar as diferenças entre essas células, como a presença de cloroplastos nas plantas ou a parede celular que as células vegetais têm e as animais não.

5. Tamanho das Células: Por que Tanta Variação?

Agora, vamos para um ponto que sempre cai em prova: o tamanho das células. Você já parou pra pensar por que as células têm tamanhos diferentes? E por que elas não podem ser gigantes?

Limites do Tamanho Celular

O tamanho de uma célula é limitado por dois fatores principais:

Relação superfície/volume:

Conforme uma célula cresce, seu volume aumenta muito mais rápido que sua área de superfície. Isso é um problema porque a célula precisa da membrana (sua superfície) pra trocar substâncias com o ambiente, como oxigênio e nutrientes. Se o volume fica muito grande, a membrana não dá conta de suprir tudo que a célula precisa.

EXEMPLO: Imagine uma célula como uma bola. Se o raio dobra, a área da superfície aumenta 4 vezes (4πr²), mas o volume aumenta 8 vezes (4/3πr³). Então, uma célula maior tem menos superfície relativa pra suprir seu volume.
Eficiência do transporte interno:

Dentro da célula, as substâncias precisam se mover do núcleo pras organelas e vice-versa. Se a célula for muito grande, esse transporte fica lento, e ela não funciona direito.

CONCLUSÃO: Por isso, as células tendem a ser pequenas – pra maximizar a eficiência. Quando uma célula cresce muito, ela se divide (como na mitose) pra manter um tamanho funcional.

Exemplos de Tamanhos de Células

As células variam bastante de tamanho, dependendo de sua função e do organismo. Aqui vão alguns exemplos pra você visualizar:

Bactérias (procarióticas): São bem pequenas, geralmente entre 1 e 5 micrômetros (µm). Exemplo: Escherichia coli, uma bactéria comum no intestino, tem cerca de 2 µm de comprimento.

Células humanas (eucarióticas): Variam bastante.

- Um glóbulo vermelho (hemácia) tem cerca de 7 µm de diâmetro.

- Um neurônio pode ser bem longo, chegando a 1 metro (como os que vão da sua medula espinhal até os pés), mas o corpo celular é pequeno, com cerca de 10-20 µm.

Células vegetais: Geralmente entre 10 e 100 µm. Uma célula de folha de planta (como as que fazem fotossíntese) tem cerca de 50 µm.

Exceções: Algumas células são gigantes!

- O ovo de galinha (a gema é uma única célula!) tem cerca de 3 cm de diâmetro, mas é uma exceção porque não precisa de tanta troca com o ambiente – ela é cheia de nutrientes pra sustentar o embrião.

- Células de algas como a Acetabularia podem chegar a 5 cm de comprimento, mas são alongadas e cheias de vacúolos pra facilitar o transporte interno.

NOTA: 1 micrômetro (µm) é 1 milionésimo de metro. Pra ter ideia, um fio de cabelo humano tem cerca de 50-100 µm de espessura. Então, a maioria das células é muuuito pequena!

Por que o Tamanho Varia?

O tamanho de uma célula depende da sua função:

Células pequenas (como bactérias): Precisam de trocas rápidas com o ambiente, porque não têm organelas complexas pra ajudar no transporte interno.

Células maiores (como as de plantas): Têm organelas que ajudam a organizar o trabalho interno, como vacúolos que armazenam água e nutrientes, permitindo que sejam maiores.

Células alongadas (como neurônios): São longas pra cumprir sua função (transmitir sinais pelo corpo), mas o corpo celular é pequeno pra manter a eficiência.

6. Por que Isso Tudo é Importante?

Entender a teoria celular e o tamanho das células não é só pra passar na prova – é pra entender a vida! Tudo que você é – seus músculos, sua pele, seu cérebro – é feito de células trabalhando juntas. E o conhecimento sobre células mudou o mundo:

Na medicina, descobrir bactérias e vírus ajudou a salvar vidas, como aprender a importância de lavar as mãos pra evitar infecções.

Na tecnologia, o avanço da microscopia abriu portas pra coisas como câmeras, telescópios e até tratamentos modernos, como a biologia molecular.

NOTA FINAL: O conhecimento é como uma escada: cada descoberta (como a teoria celular) é um degrau que leva a outras. Mas a gente precisa subir essa escada com cuidado, pensando na sustentabilidade, pra não destruir o planeta enquanto avançamos. Afinal, de que adianta conhecimento se não houver um mundo pra usá-lo?

Conclusão

Hoje, você aprendeu que a teoria celular é a base da biologia: todo ser vivo é feito de células, elas são as unidades básicas de vida, e só surgem de outras células. Vimos como a microscopia foi essencial pra essas descobertas, desde Robert Hooke até os microscópios eletrônicos modernos. E também entendemos por que as células têm tamanhos diferentes – tudo depende da relação superfície/volume e da função delas.

Pra fixar, revisa os mnemonicos e a tabela de tamanhos. Na próxima aula, vamos explorar mais sobre os tipos de células (procarióticas e eucarióticas) e suas estruturas. Qualquer dúvida, é só me chamar! Um abraço e até a próxima!

DICA PRA PROVA: Se cair uma questão sobre vírus, lembra da teoria celular e explica que eles não são seres vivos por não terem célula. E, se perguntarem sobre tamanho, fala da relação superfície/volume – é tiro certo!

Aula 7: Ácidos Nucleicos

VIDEOAULA SOBRE DNA E RNA

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QUESTÕES COMENTADAS SOBRE DNA E RNA

Olá amigos, as dúvidas quanto as questões serão dirimidas na caixa de comentários no final da página. Não esqueçam de colocar o número da questão!

EXERCÍCIOS DE BIOQUÍMICA CELULAR: ÁGUA NA CÉLULA

1) Notícia de algum jornal do futuro...

INICIA A CAMPANHA NACIONAL DE VACINAÇÃO CONTRA SARAMPO E TUBERCULOSE.

O destaque da campanha de vacinação, neste ano, é a utilização de cerejas coloridas, sem sementes. Segundo a bióloga Josefa da Silva, responsável pela equipe que desenvolveu os novos frutos, técnicas especiais de cruzamento foram aplicadas em dois tipos de cerejeiras transgênicas, resultando na obtenção de plantas triplóides (3n = 72), incapazes de produzir sementes. Apesar de passar por todas as etapas do ciclo reprodutivo, não há a formação de endosperma, e o processo cessa nas primeiras divisões celulares do zigoto. As novas cores (amarela, verde, roxa e branca) haviam sido obtidas, anteriormente, por mutação no gene responsável pela produção de pigmento na casca do fruto. As formas mutantes para esse loco, diz a pesquisadora, não interferem na eficiência das plantas transgênicas como produtoras de vacinas. Elas continuam apresentando, nos frutos, as substâncias que, depois de liberadas pela digestão, ligam-se á membrana plasmática dos linfócitos e sofrem endocitose, determinando o desenvolvimento da resposta imunológica. Outra inovação dessas cerejas é a resistência às moscas Anastrepha fraterculus que, nos últimos anos, estabeleceram-se como pragas importantes do cultivo de cerejas-vacina. Da mesma forma, as plantas apresentam resistência aos nematóides que atacavam a raiz principal do sistema axial desses vegetais. Com o cultivo das novas variedades de cerejas resistentes, espera-se que essas pragas mantenham-se afastadas dos pomares de vacinas, por algum tempo.

A partir das informações do texto,

"(...) mutação no gene responsável pela produção de pigmento (...)" e "As formas mutantes (obtidas) para esse loco (...)", pode(m)-se afirmar:

I - As mutações responsáveis pelas cores da cereja ocorreram em vários cromossomos.

II - O alelo responsável pela "casca roxa" será considerado dominante em relação ao alelo que determina a "casca verde", se uma planta heterozigota para esses alelos apresentar frutos com a casca roxa.

Ill - Se a coloração branca for recessiva, será possível obter plantas com frutos coloridos a partir do cruzamento de plantas com frutos brancos.

Esta(ão) correta(s)

(cód:.7771)

2) Cinco amostras com ácidos nucléicos foram analisadas quimicamente e apresentaram os seguintes resultados:

I - 1ª amostra: ribose

II - 2ª amostra: timina

III - 3ª amostra: dupla hélice

IV- 4ª amostra: uracila

V - 5ª amostra: 20% de guanina e 30% de citosina

Entre estas amostras, quais se referem a DNA?

(cód:.3574)

3) Uma bactéria, um fungo e uma samambaia apresentam em comum

(cód:.3567)

4) A hipótese de que os cloroplastos e as mitocôndrias tenham surgido através de uma associação simbiótica de um eucarioto primitivo com, respectivamente, bactérias fotossintetizantes e bactérias aeróbicas, é reforçada pelo fato daquelas organelas celulares:

(cód:.3565)

5) "A capacidade de errar ligeiramente é a verdadeira maravilha do DNA. Sem esse atributo especial, seríamos ainda bactéria anaeróbia, e a música não existiria (...). Errar é humano, dizemos, mas a idéia não nos agrada muito, e é mais difícil ainda aceitar o fato de que errar é também biológico."

(Lewis Thomas. "A medusa e a lesma", ed. Nova Fronteira, RJ, 1979).

Esse texto refere-se a uma característica dos seres vivos. É ela:

(cód:.3573)

6) Cinco amostras com ácidos nucléicos foram analisadas quimicamente e apresentaram os seguintes resultados:

I - 1ª amostra: ribose

II - 2ª amostra: timina

III - 3ª amostra: dupla hélice

IV- 4ª amostra: uracila

V - 5ª amostra: 20% de guanina e 30% de citosina

Entre estas amostras, quais se referem a DNA?

(cód:.3570)

7) (Ufop 2010) Um avião da companhia Air France que havia decolado na noite do domingo, 30 de maio de 2009, do Rio em direção a Paris, desapareceu com 228 pessoas a bordo - 216 passageiros e 12 tripulantes. Segundo boletim mais recente, divulgado pela secretaria, foram identificados 43 dos 50 corpos, entre brasileiros e estrangeiros. A pedido dos familiares, as identidades das vítimas foram mantidas em sigilo. Peritos do IML e representantes da Secretaria de Defesa Social de Pernambuco informaram que a identificação dos corpos restantes será feita a partir de exames de DNA.

_{(Texto adaptado de matérias do jornal Folha de São Paulo, de 01/06 e 10/06/2009.)}

Com base no texto, responda às questões propostas.

a) Por que é possível a identificação de corpos utilizando-se a molécula de DNA?

b) Seria necessário incluir amostras de parentes das vítimas (pai, mãe, irmãos) durante as análises para a identificação dos corpos? Por quê?

(cód:.12147)

8) Analise as afirmativas:

I. As proteínas e os ácidos nucléicos são formados por aminoácidos.

II. DNA e RNA são os ácidos nucléicos encontrados tanto em células eucariontes como procariontes.

III. A informação contida no DNA pode ser copiada em uma fita de RNA, através do processo denominado transcrição.

IV. A informação presente no RNA pode ser transformada em uma seqüência de aminoácidos, através do processo denominado tradução.

Está(ão) correta(s)

(cód:.7766)

Censores do Genoma / RNA de Interferência (RNAi)

"Quase todas as células animais e vegetais apresentam um mecanismo interno que utiliza formas distintas do RNA, a molécula mensageira genética, para naturalmente silenciar determinados genes. Esse mecanismo se desenvolveu tanto para proteger as células de genes hostis como para regular a atividade de genes normais durante o crescimento e desenvolvimento. Novos medicamentos poderão ser desenvolvidos para explorar o mecanismo do RNAi na prevenção e no tratamento de doenças."

("Scientific American-Brasil", 2003)

Uma das formas distintas de RNA citada no texto, que participa do silenciamento dos genes é um tipo de RNA de filamento duplo, cujo emparelhamento das bases obedece ao critério padrão (base púrica ⇔ base pirimídica). Neste tipo de molécula, a relação entre suas bases nitrogenadas é:

10) "A capacidade de errar ligeiramente é a verdadeira maravilha do DNA. Sem esse atributo especial, seríamos ainda bactéria anaeróbia, e a música não existiria (...). Errar é humano, dizemos, mas a idéia não nos agrada muito, e é mais difícil ainda aceitar o fato de que errar é também biológico."

(Lewis Thomas. "A medusa e a lesma", ed. Nova Fronteira, RJ, 1979).

Esse texto refere-se a uma característica dos seres vivos. É ela:

(cód:.3569)

11) (UFSC 2004) Neste ano de 2003, são comemorados os 50 anos da "descoberta" da estrutura tridimensional do DNA.

Com relação às características dessa molécula, ao papel que ela desempenha nos seres vivos e aos processos em que se encontra envolvida é CORRETO afirmar que:

01. Em alguns organismos primitivos, ela apresenta apenas uma fileira de nucleotídeos.

02. Nela está contida a informação genética necessária para a formação de um organismo.

04. Ela tem a capacidade de se autoduplicar.

08. Em sua composição é possível encontrar quatro bases nitrogenadas diferentes: a adenina, a citosina, o aminoácido e a proteína.

16. A mensagem nela contida pode ser transcrita para uma outra molécula denominada RNA.

32. Nos organismos procariontes, ela fica estocada dentro do núcleo das células.

64. É formada por duas fileiras de nucleotídeos torcidas juntas em forma de hélice.

Soma:

(cód:.7786)

12) Analise este gráfico, em que está representada a produção de diferentes tipos de cadeias polipeptídicas - α, β, γ e δ - determinadas pela ação de diferentes genes e que vão compor as hemoglobinas em várias fases do desenvolvimento humano:

Com base nas informações contidas nesse gráfico e em outros conhecimentos sobre o assunto, é INCORRETO afirmar que

(cód:.7764)

13) Uma das hipóteses mais amplamente aceitas na Biologia considera que mitocôndrias e cloroplastos se originaram de uma relação mutualística entre procariontes e eucariontes primitivos. Qual das seguintes observações constituiria evidência correta para apoiar essa hipótese?

(cód:.3568)

14) A teoria "Um Gene uma Enzima" propunha que cada gene era responsável pela síntese de uma enzima, que expressava uma determinada característica biológica. Hoje, sabe-se que a partir de um gene é produzida uma cadeia polipeptídica. Assinale a alternativa cuja seqüência de eventos resulta na produção de cadeias polipeptídicas.

(cód:.7768)

15) A primeira coluna apresenta macromolécula e a segunda, a menor unidade que a forma. Associe as colunas e marque a alternativa que apresenta a ordem CORRETA.

( ) ácido desoxirribonucléico

( ) celulose

( ) proteína

( 1 ) aminoácido

( 2 ) nucleotídeo

( 3 ) monossacarídeo

( 4 ) ácido graxo

(cód:.3571)

Biologia Com Professor Fábio Reccanello

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